(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板ホルダーと、ターゲットを保持するターゲットホルダーと、前記基板ホルダーの外周を囲むシールドと、前記基板ホルダー表面の基板が載置される基板載置領域を遮蔽可能な遮蔽部材とを備えるスパッタリング装置であって、
前記基板載置領域は互いに重なり合わない第１領域と第２領域とを含み、
前記遮蔽部材は、
前記基板載置領域に平行な面に直交する第１方向の軸の回りで回転可能であって少なくとも前記第１領域を遮蔽可能な第１遮蔽部材と、
前記軸の回りで回転可能であって少なくとも前記第２領域を遮蔽可能な第２遮蔽部材と、
前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材を回転させる回転機構と、
を備え、
前記軸は、前記基板載置領域に平行な面方向に離れた、前記シールドの外側に位置し、
前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材は、前記回転機構による回転によって、前記第１遮蔽部材が少なくとも前記第１領域を遮蔽し、かつ、前記第２遮蔽部材が少なくとも前記第２領域を遮蔽する遮蔽位置と、前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材が前記基板載置領域の上方から退避して互いに重なり合う退避位置と、の間で移動可能であり、前記退避位置において、前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材は、前記シールドの内側で重なり合う
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記第１遮蔽部材は、前記回転機構によって前記軸の回りで一の回転方向に第１角度だけ回転されることによって前記遮蔽位置から前記退避位置に移動され、
前記第２遮蔽部材は、前記回転機構によって前記軸の回りで前記一の回転方向に前記第１角度より小さい第２角度だけ回転されることによって前記遮蔽位置から前記退避位置に移動され、
前記回転機構は、
前記第１遮蔽部材を、前記遮蔽位置と前記退避位置との間で回転駆動する駆動機構と、
前記第２遮蔽部材の前記軸の回りでの回転を前記遮蔽位置と前記退避位置と間の前記第２角度の範囲に規制する規制部材と、
前記第２遮蔽部材を前記軸の回りで前記一の回転方向に回転するように前記第２遮蔽部材に力を付与する部材と、
前記第１遮蔽部材に形成された第１係合部材と前記第２遮蔽部材に形成された第２係合部材と、
を含み、
前記第１係合部材及び前記第２係合部材の一方はピンを含み、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の他方は孔を含み、前記ピンは、停止状態にある前記孔の中で前記第１角度と前記第２角度との差分だけ前記軸の回りで回転可能である、又は、前記孔は、当該孔の中に位置し停止状態にある前記ピンに対して前記差分だけ前記軸の回りで回転可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記規制部材は、前記第２遮蔽部材の回転を前記遮蔽位置及び前記退避位置のそれぞれの位置で規制する第１ストッパ及び第２ストッパを含み、
前記第２遮蔽部材に力を付与する前記部材は、バネを含むことを特徴とする請求項２に記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程で使用されるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマ特性の安定のために、ターゲットをスパッタして基板を成膜する方法が行なわれている。こうしたスパッタリング方法では、基板ホルダーの表面を覆う遮蔽機構が用いられている。例えば、特許文献１には、基板とターゲット間を遮蔽する第一の遮蔽板と、前記第一の遮蔽板よりも前記基板に近い側に位置し、前記基板の一部分にのみ被蒸着膜が成膜されるように開口部を設けた第二の遮蔽板とを備えた真空蒸着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７０３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基板に成膜するとき、従来の遮蔽機構では、チャンバー内に、遮蔽機構を退避させるスペースを設ける必要があり、装置が大型化してしまうという問題があった。特に、近年、基板は、ますます大型化する傾向にあり、装置のコンパクト化が求められている。そこで、本発明は、遮蔽機構の退避のためのスペースを小さくしてコンパクトなスパッタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、基板を保持する基板ホルダーと、ターゲットを保持するターゲットホルダーと、前記基板ホルダーの外周を囲むシールドと、前記基板ホルダー表面の基板が載置される基板載置面を遮蔽可能な遮蔽部材とを備えるスパッタリング装置であって、前記基板載置領域は互いに重なり合わない第１領域と第２領域とを含み、前記遮蔽部材は、前記基板載置領域に平行な面に直交する第１方向の軸の回りで回転可能であって少なくとも前記第１領域を遮蔽可能な第１遮蔽部材と、前記軸の回りで回転可能であって少なくとも前記第２領域を遮蔽可能な第２遮蔽部材と、前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材を回転させる回転機構と、を備え、前記軸は、前記基板載置領域に平行な面方向に離れた、前記シールドの外側に位置し、前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材は、前記回転機構による回転によって、前記第１遮蔽部材が少なくとも前記第１領域を遮蔽し、かつ、前記第２遮蔽部材が少なくとも前記第２領域を遮蔽する遮蔽位置と、前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材が前記基板載置領域の上方から退避して互いに重なり合う退避位置と、の間で移動可能であり、前記退避位置において、前記第１遮蔽部材及び前記第２遮蔽部材は、前記シールドの内側で重なり合うことを特徴とする。
【０００６】
本発明の実施形態によれば、前記第１遮蔽部材は、前記回転機構によって前記軸の回りで一の回転方向に第１角度だけ回転されることによって前記遮蔽位置から前記退避位置に移動され、前記第２遮蔽部材は、前記回転機構によって前記軸の回りで前記一の回転方向に前記第１角度より小さい第２角度だけ回転されることによって前記遮蔽位置から前記退避位置に移動され、前記回転機構は、前記第１遮蔽部材を、前記遮蔽位置と前記退避位置との間で回転駆動する駆動機構と、前記第２遮蔽部材の前記軸の回りでの回転を前記遮蔽位置と前記退避位置と間の前記第２角度の範囲に規制する規制部材と、前記第２遮蔽部材を前記軸の回りで前記一の回転方向に回転するように前記第２遮蔽部材に力を付与する部材と、前記第１遮蔽部材に形成された第１係合部材と前記第２遮蔽部材に形成された第２係合部材と、を含み、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の一方はピンを含み、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の他方は孔を含み、前記ピンは、停止状態にある前記孔の中で前記第１角度と前記第２角度との差分だけ前記軸の回りで回転可能である。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、前記規制部材は、前記第２遮蔽部材の回転を前記遮蔽位置及び前記退避位置のそれぞれの位置で規制する第１ストッパ及び第２ストッパを含み、前記第２遮蔽部材に力を付与する前記部材は、バネを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、遮蔽機構の退避のためのスペースを小さくしてコンパクトなスパッタリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スパッタリング装置の全体構成の一例を説明する概略断面図である。
【図２】遮蔽位置及び退避位置における遮蔽部材を示す上面図である。
【図３】遮蔽部材の回転機構の詳細構成を説明する図である。
【図４】遮蔽部材が遮蔽位置から退避位置に移動する様子及び退避位置から遮蔽位置に移動する様子を示す図である。
【図５】遮蔽部材が遮蔽位置から退避位置に移動する場合及び退避位置から遮蔽位置に移動する場合の、回転機構の動作を説明する図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている態様はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定されるのであって、以下に示す個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１１】
図１を参照して、スパッタリング装置の全体構成の一例を説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるスパッタリング装置１００の概略図である。スパッタリング装置１００は、チャンバー８と、排気ポートを通じてチャンバー８内を排気する排気手段（真空ポンプ）１３と、チャンバー８内へ不活性ガスを導入する不活性ガス導入系（不図示）と、反応性ガスを導入する反応性ガス導入系（不図示）と、を備えている。不活性ガスと反応性ガスとは、チャンバー８内に導入されたのち、後述のようにスパッタ粒子を発生させ、あるいは膜を形成するために使用された後、排気手段１３によって排気ポートを介して排気される。
【００１２】
排気ポートと排気手段１３との間には、メインバルブ１２が設けられている。チャンバー８内には、被スパッタ面が露出しているターゲット２８を保持するターゲットホルダー２と、ターゲット２８から放出されたスパッタ粒子が到達する所定の位置に基板１８を保持する基板ホルダー９と、が設けられている。ターゲット２８を保持するターゲットホルダー２と基板ホルダー９との間のチャンバー８の内面には、接地された筒状のシールド４、５（防着シールド部材）が設けられ、チャンバー８の内面は接地されている。シールド４、５（防着シールド部材）は、スパッタ粒子がチャンバー８の内面に直接付着するのを防止している。チャンバー８にはゲートバルブ７が設けられている。ターゲット２８は、基板１８に対して斜め上方位置（オフセット位置）に設置されている。すなわち、ターゲット２８のスパッタ面の中心点は、基板１８表面の中心点の法線に対して所定の寸法ずれた位置にある。ターゲットホルダー２には、スパッタ放電用電力を印加する電源が接続されている。スパッタ用電源としては、ＤＣ電源でもＲＦ電源でもよい。シールド４でカバーされないチャンバー８の内壁にスパッタ粒子が付着するのを防止するために、補助シールド１６，１７が設けられている。
【００１３】
ターゲットホルダー２の下方近傍には、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３がターゲット２８を覆うように設置されている。ターゲットホルダー用の遮蔽部材３は、それぞれの遮蔽部材を独立して開閉することが可能な二重回転構造の遮蔽板を有している。ターゲットホルダー用の遮蔽部材３は、基板ホルダー９とターゲットホルダー２との間を遮蔽する遮蔽状態と、基板ホルダー９とターゲットホルダー２との間を開放する開放状態と、に切替可能な遮蔽部材である。また、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３には、二重回転遮蔽板を別々に遮蔽、開放可能なように、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３を回転駆動する駆動機構１が設けられている。
【００１４】
基板ホルダー９の面上で、かつ基板１８の載置面の外縁側（外周部）には、リング形状を有する遮蔽部材のカバーシールド６が設けられている。基板周辺のカバーシールド６は、基板ホルダー９上に載置された基板１８の成膜面以外の場所へスパッタ粒子が付着することを防止している。基板ホルダー９には、基板ホルダー９を上下動したり、所定の速度で回転したりするための基板ホルダー９の駆動部１０が設けられている。基板ホルダー９の駆動部１０は、基板ホルダー９を、遮蔽状態の基板遮蔽部材１４，１５に向けて上昇させ、または基板遮蔽部材１４，１５に対して下降させるために、基板ホルダー９を上下動させることができる。
【００１５】
基板１８の近傍で、基板ホルダー９とターゲットホルダー２との間には、基板ホルダー９表面の基板１８が載置される基板載置面を遮蔽可能な基板遮蔽部材１４，１５が配置されている。基板載置面は、第１領域と第２領域とを含む。基板遮蔽部材は、基板載置面に直交する第１方向（Ｚ方向）の軸の回りで回転可能であって、少なくとも基板載置面の第１領域を遮蔽可能な第１遮蔽部材１４と、第１遮蔽部材と同じ軸の回りで回転可能であって少なくとも基板載置面の第２領域を遮蔽可能な第２遮蔽部材１５とを有する。この実施形態では、第１遮蔽部材１４が第２遮蔽部材１５の上方に設置されているが、いずれが上方に設置されていても構わない。第１遮蔽部材１４と第２遮蔽部材１５とは、同一軸の回りで回転可能に構成されている。詳細は後述するが、駆動機構１１が第１遮蔽部材を回転駆動することで、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５を遮蔽位置と退避位置との間で移動可能とすることができる。
【００１６】
第１及び第２遮蔽部材１４，１５は、ステンレスやアルミニウム合金により構成されている。また、耐熱性が求められる場合にはチタンあるいはチタン合金で構成されることもある。第１及び第２遮蔽部材１４，１５の少なくともターゲット２８に向いた表面には、サンドブラスト等によりブラスト加工され表面に微小な凸凹が設けられている。こうすることで、第１及び第２遮蔽部材１４，１５に付着した膜が剥離しにくくなっており、剥離により発生するパーティクルを低減させることができる。なお、ブラスト加工の他に、金属溶射処理等で金属薄膜を第１及び第２遮蔽部材１４，１５の表面に作成しても良い。この場合、溶射処理はブラスト加工のみよりも高価だが、第１及び第２遮蔽部材１４，１５を取り外して付着した膜を剥離するメンテナンスを行うときに、溶射膜ごと付着膜を剥離すれば良いという利点がある。また、スパッタされた膜の応力が溶射薄膜により緩和され、膜の剥離を防止する効果もある。また、第１及び第２遮蔽部材１４，１５は、後述する回転機構３０以外の部分では互いに接触しないように構成されているので、基板付近でパーティクルが発生するのを防止することができる。
【００１７】
不図示の主制御部は、ターゲットホルダー２にスパッタ放電用電力を印加するターゲット電源（不図示）、不活性ガス導入系（不図示）、反応性ガス導入系（不図示）、基板ホルダーの駆動部１０、第１遮蔽部材の駆動機構１１、ターゲットホルダー用の遮蔽部材の駆動機構１、圧力計（不図示）、及びゲートバルブ７とそれぞれ電気的に接続されており、後述するスパッタリング装置の動作を管理し、制御できるように構成されている。
【００１８】
主制御部に具備された記憶装置には、本発明に係るコンディショニング、およびプリスパッタを伴う基板への成膜方法等を実行する制御プログラムが格納されている。例えば、制御プログラムは、マスクＲＯＭとして実装される。あるいは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などにより構成される記憶装置に、外部の記録媒体やネットワークを介して制御プログラムをインストールすることも可能である。
【００１９】
図２を参照して、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５からなる基板遮蔽部材について説明する。図２ａは、遮蔽状態における基板遮蔽部材１４，１５の位置を説明する上面図である。図２ｂは、退避状態における基板遮蔽部材１４，１５の位置を説明する上面図である。図２ａに示すように、基板１８の上方に、半円状の第１遮蔽部材１４と半円状の第２遮蔽部材１５とが、それぞれの直径部分で一部のみ重なりあうように配置されることで、第１遮蔽部材１４と第２遮蔽部材１５とが協働して基板１８全体を遮蔽する。
【００２０】
一方、図２ｂに示すように、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５が退避位置に移動すると、第１及び第２遮蔽部材１４，１５は、互いに重なり合う。第１及び第２遮蔽部材が重なり合うことで、第１遮蔽部材１４と第２遮蔽部材とからなる基板遮蔽部材の退避位置におけるスペースをコンパクトに収めることで、スパッタリング装置１００が大型化することを防止できる。図２ａと図２ｂとから明らかなように、遮蔽位置と退避位置との切り替わりに要する第１遮蔽部材１４の回転量は、第２遮蔽部材１５の回転量よりも大きい。すなわち、第１遮蔽部材１４と第２遮蔽部材１５との遮蔽位置と退避位置との切り替わりに要する回転量を異ならすことによって、第１遮蔽部材１４と第２遮蔽部材１５とは、遮蔽位置において実質的に重なり合わず大きな遮蔽面積を確保し、退避位置において重なり合うことによって退避位置におけるスペースを低減している。図２ａに示すように、チャンバー８の内壁を覆うように、円弧状のシールド４と、該シールド４と離間して設けられた同心円弧状の補助シールド１６とが配置されている。回転機構３０は、シールド４と、補助シールド１７との間であって、第１遮蔽部材１４と第２遮蔽部材１５とが協働して基板１８全体を遮蔽する円形部分の外側に配置されている。つまり、パーティクルの発生源となりうる回転機構３０は、基板１８から離れて配置されている。このため、基板付近へのパーティクルの発生を抑制することができる。
【００２１】
図３を参照して、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５を単一の軸の回りで回転させる回転機構について説明する。図３ａは、回転機構３０の上面図である。図３ｂは、回転機構３０の側面図である。図３ｂに示すように、バネ２５が、第２遮蔽部材のベース２４とベース２３と間に設けられており、第２遮蔽部材のベース２４にベース２３に対する反発力を付与している。ベース２３は、チャンバー８に固定されているため、反発力によって回転しない。一方、第２遮蔽部材のベース２４は回転自在なので、バネ２５に付与された反発力により、第２遮蔽部材のベース２４を介して、第２遮蔽部材１５には、シャフト２７を中心に反時計回り（第１回転方向）に回転しようとする力が常に働いている。シャフト２７は、回転機構３０が、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５を回転する回転軸として機能している。図３ｃは、図３ｂのＡ線における回転機構３０の断面図である。図３ｄは、図３ｂのＢ線における回転機構３０の断面図である。図３ｅは、図３ｂのＣ線における回転機構３０の断面図である。
【００２２】
図４及び図５を参照して、第１及び第２遮蔽部材１４，１５の回転動作を説明する。図４ａは、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が遮蔽位置から退避位置に至る動作を説明する上面図である。図５ｂは、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が退避位置から遮蔽位置に至る動作を説明する上面図である。図５ａは、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が遮蔽位置から退避位置に至る動作における回転機構３０の動作を説明する上面図である。図５ｂは、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が退避位置から遮蔽位置に至る動作における回転機構３０の動作を説明する上面図である。
【００２３】
図４ａと図５ａを参照して、第１及び第２遮蔽部材１４，１５の遮蔽位置から退避位置に至る動作を説明する。まず、図４ａを参照する。図４ａ−１は、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５が基板１８の上方を遮蔽している遮蔽状態を示している。この状態では、半円板状の第１遮蔽部材１４が基板１８の上方の右半分の領域（第１遮蔽領域）を遮蔽し、半円板状の第２遮蔽部材１５が基板１８の上方の左半分の領域（第２遮蔽領域）を遮蔽し、第１及び第２遮蔽部材１４，１５は、それぞれの直径部分において、部分的に重なり合っている。図４ａ−２は、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が、回転機構３０によってシャフト２７の回りで第１回転方向（この例では反時計回り）に同一角度だけ回転移動した状態を示している。第２遮蔽部材１５は所定の第２角度（本例では２６°）だけ回転するとストッパ２９にそれ以上の回転が規制されて停止される。一方、図４ａ−３に示すように、第１遮蔽部材１４は、そのまま回転動作を継続し、所定の第１角度（本例では４５°）まで回転して、先に停止した第２遮蔽部材１５に重なり合う位置で停止する。
【００２４】
次に図５ａを参照して、第１及び第２遮蔽部材１４，１５の回転機構３０の動作を説明する。図５ａ−１は、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が図４ａ−１の位置にあるときの回転機構３０の様子を示している。第１遮蔽部材１４は、図３ｂに示すように、シャフト２７を介して第１遮蔽部材を回転駆動する駆動機構１１に直結している。遮蔽状態では駆動機構１１は停止しているので、第１遮蔽部材１４も停止状態となる。第２遮蔽部材１５は、図３ｂに示すように、第２遮蔽部材のベース２４の上に固定されている。第２遮蔽部材のベース２４はベアリング２６を介してシャフト２７と接続しているので、駆動機構１１の回転力が第２遮蔽部材のベース２４には伝わらない。つまり、第２遮蔽部材のベース２４は、駆動機構１１が作動しなくても回転自在である。また、図３ｂに示すように、バネ２５が、第２遮蔽部材のベース２４とベース２３との間に設けられており、ベース２３はチャンバー８に固定されているため、バネ２５の反発力により、第２遮蔽部材１５には、シャフト２７を中心に反時計回りに回転しようとする力が常に働いている。図３ａ〜図３ｃに示すように、第２遮蔽部材のベース２４の上面に形成された孔３１には、第１遮蔽部材１４に固定されているピン２２が挿入されている。ピン２２は停止状態にある孔３１の中で、第１角度と第２角度との差分（本例では、４５°−２６°＝１９°）だけシャフト２７の回りで回転可能であるように構成されている。遮蔽位置では、ピン２２が孔３１の一端に接触する位置となるため、第２遮蔽部材１５が反時計回りに回転不可能となり、その結果、第２遮蔽部材１５は停止状態となる。なお、第２遮蔽部材１５は遮蔽位置において第１ストッパ１９によって時計回りの回転が規制されているので、仮に時計回りの力が付与されても遮蔽位置を保持する。
【００２５】
次に、図４ａ−２に示すように、駆動機構１１がシャフト２７を反時計回りに駆動すると、駆動機構１１の駆動に合わせて、第１遮蔽部材１４は、シャフト２７の回りで反時計回りに回転する。第１遮蔽部材１４が反時計回りに回転すると、図５ａ−２に示すように、第２遮蔽部材のベース２４の回転を止めていたピン２２がシャフト２７を中心に回転する。第２遮蔽部材１５は、バネ２５によって反時計回りに回転するように常に力が付与されているので、ピン２２の回転に連れて、孔３１を有する第２遮蔽部材のベース２４も回転する。つまり、第２遮蔽部材１５も駆動機構１１の駆動に合わせて反時計回りに回転する。第２遮蔽部材のベース２４の上面に取付けられているバネ２０が、バネのストッパ２１に接触する。第２遮蔽部材１５にはバネ２０による時計回り方向への力が加わる。バネ２０とバネ２５のバネ力の関係は、バネ２５の方がバネ２０より大きな力を持つように設定されている。そのため、第２遮蔽部材１５は反時計回りに回転しながら減速する。
【００２６】
図５ａ−２に示すように、第２遮蔽部材のベース２４は、第２角度２６°まで減速しながら回転したところで、第２ストッパ２９に接触するため、第２遮蔽部材１５はそこで回転を停止する。これにより、第２遮蔽部材のベース２４が、第２ストッパ２９に接触する時の衝撃を緩和している。図５ａ−３に示すように、孔３１は、ピン２２のシャフト２７を中心とした回転の軌跡に沿った形状としているため、ピン２２が孔３１のもう一方の端に達するまで、第１遮蔽部材１４は、反時計回りに回転することが可能である。つまり、第２遮蔽部材１５が第２角度２６°で停止した後、第１遮蔽部材１４は第２角度２６°を超えて継続して回転する。
【００２７】
駆動機構１１が設定している停止位置（第１角度４５°）において駆動を停止すると、第１遮蔽部材１４は、図５ａ−３に示すように、第１角度４５°の退避位置で停止する。このとき、第２遮蔽部材１５はすでに停止しているため、第１遮蔽部材１４の停止によって退避動作が完了する。第２遮蔽部材のベース２４が第２ストッパ２９に接触し、かつ第１遮蔽部材１４が第２角度４５°の退避位置では、第１遮蔽部材１４に固定されているピン２２は、第２遮蔽部材のベース２４の孔３１のもう一方の端に達している。ピン２２が孔３１の他方の端に位置したことにより、第２遮蔽部材１５は、時計回りの回転が規制されるので、仮に時計回りの力が付与されても退避位置を保持する。
【００２８】
図４ｂと図５ｂを参照して、第１及び第２遮蔽部材１４，１５の退避位置から遮蔽位置に至る遮蔽動作を説明する。まず、図４ｂを参照する。図４ｂ−１は、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５が互いに重なり合い、基板１８の上方を開放する退避位置で静止した状態を示している。退避位置では、第２遮蔽部材１５は第２角度２６°に位置し、第１遮蔽部材１４は、第１角度４５°に位置する。図４ｂ−２は、第２遮蔽部材１５が第２角度２６°の位置で停止したまま、第１遮蔽部材１４が、回転機構３０によって時計回りに第２角度２６°の位置まで回転した状態を示している。第１遮蔽部材１４が第２角度２６°の位置を超えて時計回りに回転すると、第２遮蔽部材１５も回転機構３０により回転を開始し、図４ｂ−３に示すように、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材が基板１８の上方を遮蔽する遮蔽位置で静止する。
【００２９】
次に図５ｂを参照して、図４ｂで示した第１及び第２遮蔽部材１４，１５の遮蔽動作における回転機構３０の動作を説明する。図５ｂ−１は、第１及び第２遮蔽部材１４，１５が図４ｂ−１の退避位置にあるときの回転機構３０の様子を示している。第１遮蔽部材１４は、図３ｂに示すように、シャフト２７を介して駆動機構１１に直結している。退避状態では駆動機構１１の駆動は停止しているので、第１遮蔽部材１４も停止状態を保つ。一方、第２遮蔽部材１５には、前述したように、反時計回りの回転力が常に付与された状態となっている。しかし、退避位置では、第２遮蔽部材のベース２４が第２ストッパ２９に接触し、反時計回りの回転を阻止されることで、退避状態を保持している。
【００３０】
次に、図４ｂ−２に示すように、駆動機構１１がシャフト２７を時計回りに駆動すると、第１遮蔽部材１４は、駆動機構１１の回転に合わせて時計回りに回転する。第１遮蔽部材１４が回転すると、図５ｂ−２に示すように、第１遮蔽部材１４に連結したピン２２が、第２遮蔽部材１５の孔３１の一方の端から他の端に達するまで孔３１に沿って回転する。この間、図４ｂ−２に示すように、第２遮蔽部材１５は停止状態を維持する。第２遮蔽部材１５は、前記のように、常に反時計回りに回転しようとする力を持っており、かつ、第１遮蔽部材１４に固定されているピン２２は、第１遮蔽部材１４が第２角度２６°の位置に到達するまで、第２遮蔽部材のベース２４の孔３１には接触しない。そのため、第１遮蔽部材１４が第２角度２６°の位置に到達するまでの間、第２遮蔽部材１５は、回転せずに退避位置に留まり続ける。
【００３１】
第１遮蔽部材１４に連結したピン２２が、第２遮蔽部材１５の孔３１に沿って移動して孔３１の他端に達すると、ピン２２は、第２遮蔽部材のベース２４に回転力を伝達することが可能となる。その結果、第１遮蔽部材１４の時計回りの回転に伴って、第２遮蔽部材も１５も時計回りに回転する。つまり、第１遮蔽部材１４が第２角度２６°の位置より時計回りに回転すると、第２遮蔽部材１５も同時に時計回りに回転する。
【００３２】
第１遮蔽部材１４に固定されているピン２２が、第２遮蔽部材のベース２４を引っ掛けた瞬間に、第１遮蔽部材１４の時計回りの回転力が第２遮蔽部材のベース２４に伝達されて第２遮蔽部材１５が弾かれることとなるが、反時計回りに弾性力を付与するバネ２５により、その衝撃が緩和される。
【００３３】
第２角度２６°の位置から第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５は一体となって時計回りに回転し続け、図５ｂ−３に示すように、駆動機構１１の停止により、第１及び第２遮蔽部材１４，１５は開度０°の遮蔽位置で停止する。第２遮蔽部材１５には前記のように、常に反時計回りの力が働いているが、第１遮蔽部材１４に固定されているピン２２が、第２遮蔽部材のベース２４の回転を抑制するので、第２遮蔽部材１５も第１遮蔽部材１４の停止と同時に停止する。開度０°の遮蔽位置で第２遮蔽部材のベース２４は第１ストッパ１９に接触する。これにより、時計回りの力は発生していないが、構造的に時計回りの回転が不可能となり、第２遮蔽部材１５は固定された状態となる。なお、本実施形態では、第１遮蔽部材１４の側にピン２２を形成し、第２遮蔽部材１５の側に孔３１を形成した。しかし、ピン２２を第２遮蔽部材１５の側に形成し、孔３１を第１遮蔽部材１４の側に形成してもよい。また、本実施形態では、第２遮蔽部材１５に反時計回りに回転しようとする力を付与するバネ２５を、第２遮蔽部材のベース２４とベース２３との間に設けた。しかし、バネ２５は、第２遮蔽部材１５に反時計回りに回転しようとする力を付与しうるのであれば、第２遮蔽部材のベース２４と第１遮蔽部材１４との間に設けてもよい。
【００３４】
（コンディショニング処理時の動作）
次に、図１及び図２を参照して、コンディショニング処理時におけるスパッタリング装置１００の動作を説明する。なお、ここでコンディショニング処理とは、基板への成膜に影響しないように、第１遮蔽部材１４及び第２遮蔽部材１５を閉じた状態で、成膜特性を安定させるために放電を行い、スパッタ粒子をチャンバー８の内壁等に付着させる処理をいう。
【００３５】
まず、主制御部は、第1遮蔽部材の駆動機構１１に第１及び第２遮蔽部材１４，１５を閉鎖するように指示する。次に、主制御部は、ターゲットホルダー用の遮蔽部材の駆動機構１にターゲットホルダー用の遮蔽部材３を閉鎖するように指示する。主制御部の指示により、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３と、第１及び第２遮蔽部材１４，１５とが閉じた状態になる。
【００３６】
続いて、主制御部は、基板ホルダーの駆動部１０に上昇動作を実施するように指示することにより、基板ホルダー９の基板周辺カバーシールド６は、図１に示すように、チャンバー８に設けられたシールド４との間でラビリンスが形成される位置へ上昇移動する。
【００３７】
次に、主制御部は、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３を閉じた状態で、ターゲット２８付近の不活性ガス導入系から、不活性ガス（例えば、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、又はＸｅ）を導入するように、不活性ガス導入系を制御する制御装置に指示する。この際、ターゲット２８付近へ不活性ガスを導入することで、ターゲット２８付近の圧力は基板１８付近と比較して高くなるため、放電し易い状態になっている。この状態で、ターゲット電源よりターゲット２８へ電力を印加し、放電を開始する。
【００３８】
次に、主制御部は、ターゲットホルダー用の遮蔽部材の駆動機構１を駆動させ、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３を開くように指示する。これにより、チャンバー８の
内壁へのコンディショニング処理が開始される。ターゲット２８から飛び出したスパッタ粒子がチャンバー８の内壁に付着して膜が堆積される。なお、内壁にシールド４，５が設けられている場合には、ターゲット２８を望むシールド４、５の表面にスパッタ粒子が付着して膜が堆積される。ただし第１及び第２遮蔽部材１４，１５が図２ａに示す遮蔽位置で基板ホルダー９を覆っているので、基板ホルダー９の基板載置面にスパッタ粒子が廻り込むのを防止することができる。この状態で、チャンバー８の内壁又はシールド等の構成部材に膜を形成する、いわゆるコンディショニング処理を行なう。このようにしてコンディショニング処理を行うことで、基板遮蔽部材１４，１５の開放時におけるスパッタ粒子と反応性ガスの反応を安定させることができる。なお、反応性スパッタ放電によるコンディショニング処理を行いたいときは、このとき反応性ガス導入系から基板付近へ反応性ガス（酸素、窒素など）を導入する。
【００３９】
所定時間放電したのち、主制御部は、ターゲット電源に対して電力の印加を停止させることで、放電を停止する。このとき、シールド４，５、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３、基板遮蔽部材１４，１５、その他のターゲットに面していた面には、堆積膜が堆積された状態になっている。
【００４０】
次に、主制御部は、不活性ガス導入系を制御する制御装置に対して、不活性ガスの供給を停止するように指示する。主制御部は、反応性ガスを供給しているときは反応性ガスの供給も停止するように反応性ガス導入系に指示する。その後、主制御部は、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３（二重回転構造の遮蔽板）を閉鎖するように駆動機構１に指示する。
【００４１】
主制御部は、基板ホルダー９を下降するように基板ホルダーの駆動部１０に指示し、コンディショニング処理が完了する。
【００４２】
以上の手順により、基板ホルダー９の基板載置面へのスパッタ粒子の付着を防止して、コンディショニング処理を行うことができる。なお、成膜以前にターゲット２８に付着した不純物や酸化物を除去する、ターゲットクリーニング時の動作は、上述したコンディショニング処理時の動作と同様の手順により実現することができる。
【００４３】
（プリスパッタ動作および基板への成膜）
次に、プリスパッタ動作および基板上への成膜を行う場合のスパッタリング装置１００の動作を説明する。基板それぞれの成膜はすべて、プリスパッタを行ってから、基板上への成膜を行う。ここで、プリスパッタとは、基板への成膜に影響しないように、基板遮蔽部材１４，１５が閉じた状態で、放電を安定させるために行うスパッタのことをいう。
【００４４】
まず、主制御部は、第１遮蔽部材の駆動機構１１に第１及び第２遮蔽部材１４，１５を閉鎖する（図２（ａ）の遮蔽位置）ように指示する。次に、主制御部は、ターゲットホルダー用の遮蔽部材の駆動機構１にターゲットホルダー用の遮蔽部材（２重回転シャッター）を閉鎖するように指示する。これにより、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３と、第１及び第２遮蔽部材１４，１５と、が閉じた状態になる。この状態で、基板ホルダー９は、待機位置（図１）に配置しておく。
【００４５】
次に、主制御部は、チャンバー壁のゲートバルブ７を開放し、このゲートバルブ７ら、チャンバー外の基板搬送手段（不図示）によって基板１８を搬入するように指示する。そして第１及び第２遮蔽部材１４，１５と基板周辺のカバーシールド６との間から基板１８を搬入し、さらにチャンバー外の基板搬送手段と基板ホルダー内のリフト機構（不図示）との協同により、基板ホルダー９の基板載置面へ基板１８を載置する。
【００４６】
続いて、主制御部は、基板ホルダーの駆動部１０を駆動することにより、基板ホルダー９を回転させる。ターゲット付近に設けられた不活性ガス導入系から、不活性ガス（Ａｒの他Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ）を導入する。主制御部は、ターゲットへターゲット電源より電力を印加し、放電を開始する。このように、第１及び第２遮蔽部材１４，１５を閉じた状態で、スパッタを開始することにより、基板へスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。
【００４７】
放電を安定させる所定時間（３〜１５秒間）の放電安定時間のあと、主制御部は、ターゲットホルダー用の遮蔽部材３を開き、プリスパッタを開始する。なお、このとき放電が開始しないなど異常が発生した場合には、主制御部は、放電電圧電流の監視により、それを検知し、成膜シーケンスを停止することができる。問題が無いときには前述の通りターゲットホルダー用の遮蔽部材３が開かれるので、スパッタ粒子がチャンバーの内壁に付着して膜が堆積される。反応性スパッタによる成膜を行う場合には、このとき基板付近の反応性ガス導入系から反応性ガスを導入する。内壁のシールド４、５のシールド表面にスパッタ粒子が付着して膜が堆積される。
【００４８】
必要な時間だけプリスパッタを行った後、主制御部は、第１遮蔽部材の駆動機構１１により第１及び第２遮蔽部材１４，１５を開けて、基板１８への成膜を開始する。
【００４９】
所定の時間放電したのち、主制御部は、電力の印加を止めることで、放電を停止するとともに、不活性ガスの供給を停止する。さらに主制御部は、反応性ガスを供給しているときは反応性ガスの供給も停止する。主制御部は、第１及び第２遮蔽部材１４，１５とターゲットホルダー用の遮蔽部材３を閉鎖する。
【００５０】
チャンバーの図示しないゲートバルブ７を開け、搬入時と逆順序で基板を搬出して、プリスパッタおよび基板への成膜処理を完了する。
【００５１】
以上の手順により、遮蔽機構を動作させることにより、基板へのスパッタ粒子の侵入を防ぎ、高品質の成膜を形成することが可能になる。
【００５２】
本実施形態にかかるスパッタリング装置に拠れば、コンディショニング処理、プリスパッタおよびターゲットクリーニングを目的とする放電を行なう際、スパッタ粒子が基板ホルダーの基板載置面に付着するのを防止するスパッタリング装置を提供することが可能になる。以上の手順で、電子デバイスを製造することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  ターゲットホルダー用の遮蔽部材の駆動機構
２  ターゲットホルダー
３  ターゲットホルダー用の遮蔽部材
４  シールド
５  シールド
６  基板周辺のカバーシールド
７  ゲートバルブ
８  チャンバー
９  基板ホルダー
１０  基板ホルダーの駆動部
１１  第１遮蔽部材の駆動機構
１２  メインバルブ
１３  真空ポンプ
１４  第１遮蔽部材（基板遮蔽部材）
１５  第２遮蔽部材（基板遮蔽部材）
１６  補助シールド
１７  補助シールド
１８  基板
１９  第１ストッパ
２０  バネ
２１  バネのストッパ
２２  ピン
２３  ベース
２４  第２遮蔽部材のベース
２５  バネ
２６  ベアリング
２７  シャフト
２８  ターゲット
２９  第２ストッパ
３０  回転機構
３１  孔
【図１】
0005563377.tif 000002
【図２】
0005563377.tif 000003
【図３】
0005563377.tif 000004
【図４】
0005563377.tif 000005
【図５】
0005563377.tif 000006